具有结构摄动状态方程的鲁棒稳定性

本文通过对状态方程临界稳定条件的讨论,得到了一个关于具有结构摄动状态方程稳定性的充分条件.由此给出了一个保证系统稳定的参数允许摄动范围.此结果表明,参数摄动稳定的范围不但与摄动的结构有关,而且与标称系统的频率特性有关.

结构摄动下多项式的鲁棒稳定性

本文对与Ｋｈａｒｉｔｏｎｏｖ多项式族相对偶的菱形族多项式的一类结构摄动下的鲁棒稳定性进行了详细的研究，提出了在此结构摄动下，菱形族多项式稳定当且仅当检验有限个顶点多项式或有限个边多项式的稳定性定理，而菱形族定理［３］只是本定理的推论。另外，对低阶多项式族进行了讨论。

结构型摄动多项式族的不变惯性

给了一个结构型摄动多项式族以及复平面上的稳定性区域，是否这个族在这区域的内部，边界与外部有着不变的根的数目？这是所谓的不变惯性问题，本文将予回答．在否定的情况下，我们要给出方法去把这族分割为一些子族使对每一子族而言它有着各自不变的惯性．

含结构参数摄动的线性离散系统的鲁棒约束方差状态估计

考虑状态矩阵中含不确定性的线性离散随机系统的鲁棒约束方差状态估计问题,即设计滤波增益,使摄动系统每个状态分量的估计误差方差的稳态值不大于各自预先给定值。给出了期望鲁棒滤波增益的存在条件及其解析表达式,并以数值算例说明了设计方法的直接性与有效性。

基于参数摄动模型的航空发动机鲁棒弹性自适应控制

航空发动机特性随飞行条件和工作状态变化,在复杂工作环境中同时存在模型不确定性和控制器自身参数变化问题,很大程度上影响整个飞行包线的控制性能。为此,文章提出一种基于参数摄动模型的航空发动机鲁棒弹性自适应控制方法。其首先建立了航空发动机参数摄动结构化模型;然后针对被控对象模型的不确定性和控制器增益的摄动,利用李雅普诺夫稳定性(Lyapunov stability)理论和线性矩阵不等式约束,设计了增益摄动有界但上界未知时的鲁棒弹性自适应控制律,将控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的可行解问题,使控制器的设计仅依赖线性矩阵不等式解矩阵的存在性,并证明了算法的稳定性。在此基础上,文章对飞行包线内发动机不同工作状态进行控制仿真验证。结果显示,调节时间小于1.8 s,超调量小于5%,这表明所设计控制器具有良好的稳定性和控制性能。

一类线性中立型摄动系统基于LMI方法的反馈镇定

考虑了一类滞后量未知的状态及控制输入均有摄动的中立型系统的镇定问题。基于设计无记忆状态反馈控制器,利用Lyapunov稳定性理论,在给出无摄动系统的LMI镇定条件的基础上,得到了具有结构摄动中立型系统的二次镇定性条件。并举例说明结果的有效性。

摄动矩阵中摄动元素的最大摄动界研究

对确定摄动矩阵中元素摄动界的线性摄动直接法和结构参数摄动法进行了研究和比较,利用不等式放缩等技巧,从理论上证明了任何线性摄动系统都可以化成结构参数摄动系统的形式,且用结构摄动法求出的摄动界保守性较小,并用算例进行了验证.

旋转型行波超声电机定子模态频率的一致性调节

从分析超声电机的工作机理出发,指出旋转型行波超声电机定子两相模态频率不一致影响超声电机旋转稳定性和输出效率。针对材料不均匀或加工误差引起的两相模态频率不一致的问题,利用结构摄动理论,通过求解定子的动力学方程,找到了调节两相模态频率一致性的方法。利用这一方法,以南京航空航天大学研制的某TRUM-60型超声电机为例,进行了AN SY S有限元计算,寻找合适的调节位置,并对两相模态频率不一致进行了调节,利用多普勒激光测振仪,对修改前后的定子的模态频率进行了测试,两相模态频率差从调节前的0.42kH z变为调节后的0.04 kH z。结果表明:这种方法对于调节定子两相模态频率的一致性是非常有效的。

行波型杆式超声电机模态频率调节

加工好的兰杰文振子型杆式超声电机其两相弯振模态频率往往会不一致,这将会影响电机的效率、输出性能以及运行的稳定性。针对该问题,提出一种在电机定子装配好的状态下对其模态频率进行调节的方法。通过定子的动力学方程和K.A.Stetson结构摄动理论,求解出修改后定子的模态频率,找到了调节两相模态频率的方法。对定子进行有限元分析,找到了定子修改的合适位置,并分析了在这些位置上进行定子修改对两相模态频率的影响。制作了定子样机,对修改前后的定子模态频率进行了测试,两相弯振模态频率之差由原来的170Hz调整到70Hz,达到了工程上的要求。从试验上验证了该文的理论和有限元分析结果。

双定子-双转子型大力矩超声波电机的研制

针对单定子-单转子环形行波型超声波电机的输出力矩小,无法满足大力矩驱动应用要求,提出了采用双定子-双转子结构构造大力矩超声波电机的思想。在保证驱动电源和定子直径不变的条件下,通过增加电机轴向长度,采用单轴共轴的形式将两个转子的力矩并联输出,达到提高电机输出力矩的目的。采用基于结构摄动理论的结构修改法对新型电机两定子的工作频率进行了调谐研究。实验结果证明,新型电机的两定子的谐振频率具有良好的一致性,堵转力矩达到1.1N.m,较同型号的传统超声波电机堵转力矩增大近一倍,表明该电机具有较好的输出性能和实际应用前景。

线性时滞不确定系统渐近稳定的充分条件

讨论了线性时滞不确定系统的稳定性问题 .利用超越不等式和矩阵测度及矩阵范数的性质 ,分别给出了当系统的不确定部分是非结构摄动和强结构摄动时系统渐近稳定的充分条件 .最后通过一个算例说明了所给条件的保守性比以往结果的保守性小 .

超声电机定子模态频率的调节(英文)

Langevin振子型杆式超声电机利用两个空间正交、同频的弯曲振动模态工作。由于Langevin振子具有预紧力沿周向分布不均、加工有误差和材料不均匀等缺陷,加工好的电机定子两相弯振模态频率往往不一致。本文从理论上分析了两相模态频率不一致对电机输出性能的影响,并提出了一种调节电机模态频率的方法。通过结构摄动理论可知,当在电机定子的合适位置去除或增加一块质量时,能改变其模态频率。求解定子的动力学方程,得出了定子修改后的模态频率。通过有限元分析和模态分析,确定了定子修改的合适位置。最后制作了定子样机,对修改前后的定子模态频率进行了测试。结果表明,两相弯振模态频率之差由原来的1860Hz调整到了0Hz,验证了本文方法的正确性。本文方法在定子装配好的状态下,对其两相频率进行调节,可以降低超声电机的制作成本,提高电机的输出性能。

时滞线性系统的与时滞无关稳定性

本文利用结构奇异值概念讨论时滞线性系统的与时滞无关之渐近稳定性．本文结果表明时滞可看成某一“标称”系统的重复标量不确定摄动块．当系统具其它结构摄动时，鲁棒稳定分析可在结构奇异值方法框架上进行．

关于变时延滞后系统鲁棒稳定性的一个结果

研究结构摄动的滞后系统的鲁棒稳定性。指出在极点配置控制器下 ,时延系统的变化率是影响滞后系统鲁棒稳定性的关键因素之一 ;给出了保证此稳定性所需的时延变化率的允许界。

四足直线超声电机模态频率一致性调节

在分析四足直线超声电机工作机理的基础之上,指出超声电机定子两工作模态频率不一致会影响超声电机的输出性能和效率。针对这一问题,根据初等结构摄动理论,结合四足直线超声电机定子动力学方程,借助有限元分析软件,找到了调节四足直线超声电机定子两相工作模态频率一致性调节的合理位置,以及对该位置进行修改时修改量与定子两工作模态频率差值的关系。对某一样机定子进行了频率一致性调节试验,该样机定子两相模态频率差值从调节前的400Hz减小到82Hz。试验结果表明,采用这一方法对四足直线超声电机定子模态频率进行一致性调节是方便且有效可行的。

多输入多输出复杂时滞系统的预测函数控制及其鲁棒D稳定性条件

针对多输入多输出被控过程同时存在状态滞后和控制输入滞后问题,利用预测函数控制算法对预测模型没有特殊要求和在线计算量小的特点,基于预测函数控制设计机理得到系统的控制律.在标称情况下,反馈控制律可表示为无记忆反馈和带记忆反馈的叠加形式.在假设不含时滞标称系统解析的条件下,应用最大模定理和矩阵谱半径性质,给出存在状态滞后和控制输入滞后结构参数摄动不确定系统鲁棒D稳定的充分条件.数值实验和仿真实验验证了所给方法的有效性.

THE STRUCTURE SENSITIVITY ANALYSIS FOR TRIANGULAR SYSTEMS

Triangular systems play a fundamental role in matrix computations. It has become commonplace that triangular systems are solved to be more accurate even if they are ill-conditioned. In this paper, we define structured condition number and give structured (forward) perturbation bound. In addition, we derive the representation of optimal structured backward perturbation bound.

基于一阶PPF的垂尾振动分数阶控制

针对传统正位置反馈(PPF)与一阶PPF控制器控制效果与鲁棒性不足,难以适用于结构动力学特性存在摄动的问题,提出一种新的基于分数阶微积分理论和一阶PPF的分数阶(FOPPF1)控制器,增加了一阶PPF控制器的可设计空间。综合考虑随机响应的频域特性与整体波动强弱,构造了控制器优化设计的目标函数。以粘有宏纤维压电复合材料(MFC)压电片的垂尾模型为被控对象,设计了相应的FOPPF1控制器。该控制器在控制目标频段内的相频特性变化平缓,可有效实现控制相位补偿,且闭环极点对参数摄动不敏感,使得控制器的鲁棒性强。通过试验研究了FOPPF1控制器对于自由振动与窄带随机振动的抑制性能。相比一阶PPF控制器,对标称垂尾模型,FOPPF1控制器在自由振动抑制试验中的等效阻尼系数提高了约50%。当给垂尾模型的一阶弯曲固有频率引入一定量的离线摄动或在线摄动后,窄带随机振动控制试验的结果表明,FOPPF1控制器的鲁棒性、控制效果及控制能耗率明显优于经典的一阶PPF控制器,因此对垂尾结构的振动主动控制具有良好应用潜力。

STABILITY RADIUS OF NON-SMOOTH PRITCHARD-SALAMON SYSTEMS AND THE ALGEBRAIC RICCATI EQUATION

The authors discuss the stability radius of the non-smooth Pritchard-Salamon systemsunder structured perturbations.A formula for the stability radius in terms of t he norm of a certaininput-output operator is obtained.Furthermore,the relationship between stability radius and thesolvability of some type of algebraic Riccati equations is given.